JPH0693426B2 - Lithography mask structure and photolithography processing method using the same - Google Patents

Lithography mask structure and photolithography processing method using the same

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JPH0693426B2
JPH0693426B2 JP27773485A JP27773485A JPH0693426B2 JP H0693426 B2 JPH0693426 B2 JP H0693426B2 JP 27773485 A JP27773485 A JP 27773485A JP 27773485 A JP27773485 A JP 27773485A JP H0693426 B2 JPH0693426 B2 JP H0693426B2
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mask
mask structure
thin film
processing method
workpiece
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日出夫 加藤
啓子 松下
浩文 柴田
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はリソグラフィーにおいて用いられるマスク構造
体に関する。この様なマスク構造体はたとえば半導体素
子の製造の際に利用される。更に、本発明はマスク構造
体を用いたフォトリソグラフィー加工方法に関する。
The present invention relates to a mask structure used in lithography. Such a mask structure is used, for example, in manufacturing a semiconductor device. Furthermore, the present invention relates to a photolithography processing method using a mask structure.

[従来の技術] リソグラフィー技術を用いて被加工材表面を部分的に変
質せしめることにより各種製品を製造することが工業上
特に電子工業の分野において広く利用されており、この
方法によればパターンが同一の表面変質部を有する製品
を大量に製造できる。被加工材の表面変質は各種エネル
ギー線の照射により行なわれ、この際にはパターン形成
のため、部分的にエネルギー線吸収材を配置してなるマ
スクが用いられる。この様なマスクとしては、照射エネ
ルギー線が可視光線の場合にはガラス又は石英等の照明
基板上に黒色の塗料を部分的に塗布したり又はNi,Cr等
の金属の可視光線吸収性の薄板又は薄膜を部分的に付与
したものが用いられていた。
[Prior Art] It is widely used industrially, particularly in the field of electronics, to manufacture various products by partially modifying the surface of a work material by using a lithographic technique. A large amount of products having the same surface alteration can be manufactured. The alteration of the surface of the material to be processed is carried out by irradiation with various energy rays. At this time, a mask in which an energy ray absorbing material is partially arranged is used for pattern formation. As such a mask, when the irradiation energy ray is visible light, a black paint is partially applied on an illuminating substrate such as glass or quartz, or a visible light absorbing thin plate of metal such as Ni, Cr. Alternatively, a thin film partially provided has been used.

しかるに、近年、より微細なパターン形成が求められ更
により短時間でのリソグラフィー加工技術が求められる
につれて、照射エネルギー線としてX線更にはイオン線
等の粒子線が用いられる様になってきた。これらのエネ
ルギー線は上記可視光線の場合にマスク形成部材として
用いられたガラス板や石英板を通過せしめると大部分吸
収される。このため、これらエネルギー線を用いる場合
にはガラス板や石英板を用いてマスクを形成することは
好ましくない。そこで、X線や粒子線を照射エネルギー
線として用いるリソグラフィー加工技術においては各種
の無機薄膜たとえばチッ化シリコン、チッ化ホウ素、酸
化シリコン、チタン等の薄膜、あるいは各種の有機薄膜
たとえばポリイミド、ポリアミド、又はポリエステル等
の薄膜、更にはこれらの積層膜をエネルギー透過体とし
て用い、これらの面上に金、白金、ニッケル、タングス
テン、パラジウム、ロジウム又イソジウム等の金属をエ
ネルギー線吸収体として部分的に付与することにより、
マスクを形成することが行なわれている。このマスクは
自己保形性がないので適宜の保持体に支持される。かく
して構成されるマスク構造体として従来第7図に断面図
を示す如きものが用いられていた。これはエネルギー線
吸収性のマスク材1を所望のパターンにて片面に付与さ
れたエネルギー線透過性の保持薄膜2の周辺部を環状保
持基板3の一端面(図においては上端面)に接着剤4を
用いて貼着することにより形成されていた。尚、第8図
は保持基板3の平面図である。
However, in recent years, along with the demand for finer pattern formation and the demand for a lithography processing technique in a shorter time, X-rays and particle beams such as ion beams have come to be used as irradiation energy rays. Most of these energy rays are absorbed when passing through the glass plate or the quartz plate used as the mask forming member in the case of the visible light. Therefore, when using these energy rays, it is not preferable to form the mask using a glass plate or a quartz plate. Therefore, in the lithographic processing technique using X-rays or particle beams as irradiation energy rays, various inorganic thin films such as silicon nitride, boron nitride, silicon oxide, titanium, etc., or various organic thin films such as polyimide, polyamide, or A thin film of polyester or the like, or a laminated film thereof is used as an energy transmitting body, and a metal such as gold, platinum, nickel, tungsten, palladium, rhodium or isodium is partially provided as an energy ray absorber on these surfaces. By
Forming a mask is performed. Since this mask does not have self-shape retention, it is supported by an appropriate holder. As a mask structure constructed in this way, a mask structure shown in the sectional view of FIG. 7 has been conventionally used. This is because the energy ray-absorbing mask material 1 is applied on one side in a desired pattern to the peripheral portion of the energy ray-transmitting holding thin film 2 on one end surface (the upper end surface in the figure) of the annular holding substrate 3 with an adhesive. It was formed by sticking using 4. Incidentally, FIG. 8 is a plan view of the holding substrate 3.

ところで、以上の様なマスク構造体を用いてフォトリソ
グラフィー加工を行なう際には、被加工材たとえばシリ
コンウエハ(その表面にフォトレジストが塗布されてい
る)に対してマスク構造体のマスクパターンを正確に位
置合せ(アライメント)し且つ被加工材表面とマスク構
造体のマスク材保持薄膜との間隔(ギャップ)を正確に
設定することが必要となる。
By the way, when performing the photolithography process using the above-described mask structure, the mask pattern of the mask structure is accurately measured with respect to the work material such as a silicon wafer (the surface of which is coated with photoresist). It is necessary to perform the alignment (alignment) and to accurately set the gap (gap) between the surface of the workpiece and the mask material holding thin film of the mask structure.

しかして、従来のマスク構造体を用いたリソグラフィー
加工においては、被加工材表面及びマスク構造体の保持
薄膜にアライメントのためのマークを付しておき、これ
らをほぼ平行に配置した上で保持薄膜側から可視光線ビ
ームを照射し双方のマークの合致度を検出しながらアラ
イメントを行ない、また保持薄膜表面での反射光と被加
工材表面での反射光とを検出しながらギャップの設定を
行なっていた。
Therefore, in the conventional lithography process using a mask structure, marks for alignment are provided on the surface of the work material and the holding thin film of the mask structure, and the holding thin film is placed after being substantially parallel to each other. Alignment is performed by irradiating a visible light beam from the side while detecting the degree of matching of both marks, and the gap is set while detecting the reflected light on the surface of the holding thin film and the reflected light on the surface of the workpiece. It was

しかしながら、この様な検出では保持薄膜を透過した可
視光線を検出することになるため、該保持薄膜での散乱
及び/または吸収等によって検出精度が低下し、サブミ
クロンオーダーあるいはそれ以下のオーダーのフォトリ
ソグラフィーにおける十分なアライメント及びギャップ
設定の精度を得ることができない。
However, in such detection, visible light transmitted through the holding thin film is detected, so that the detection accuracy is lowered due to scattering and / or absorption in the holding thin film, and the photon of sub-micron order or less is detected. It is not possible to obtain sufficient alignment and gap setting accuracy in lithography.

更に、アライメントマークの検出精度を上げるため、可
視光線のかわりに電子ビーム、イオンビーム、X線、紫
外線、真空紫外線を用いることも考えられるが、これら
は保持薄膜により著るしい散乱や吸収を受けるので事実
上使用できない。
Further, in order to improve the detection accuracy of the alignment mark, it is possible to use electron beams, ion beams, X-rays, ultraviolet rays, and vacuum ultraviolet rays instead of visible rays, but these are significantly scattered and absorbed by the holding thin film. So virtually unusable.

[発明の目的] 本発明は、以上の様な従来技術に鑑み、高い精度で被加
工材とのアライメント及びギャップ設定を行なうことの
できるリソグラフィー用マスク構造体を提供することを
目的とする。更に、本発明は、以上の様なマスク構造体
を用いたフォトリソグラフィー加工方法を提供すること
をも目的とする。
[Object of the Invention] In view of the above-mentioned conventional techniques, it is an object of the present invention to provide a lithographic mask structure capable of performing alignment with a work material and setting a gap with high accuracy. A further object of the present invention is to provide a photolithography processing method using the mask structure as described above.

[発明の概要] 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとし
て、表面に所望のパターンにてマスク材を付与すべきマ
スク材保持薄膜の周辺部を保持基板により保持せしめた
リソグラフィー用マスク構造体において、マスク材保持
薄膜に被加工材とのアライメント状態を検出するための
エネルギー線を通過させ得る貫通孔が複数個設けられて
おり、該貫通孔が被加工材のスクライブラインに対応す
る位置に設けられていることを特徴とする、リソグラフ
ィー用マスク構造体、が提供される。
[Summary of the Invention] According to the present invention, for achieving the above-mentioned object, for lithography in which a peripheral portion of a mask material holding thin film to which a mask material is to be applied in a desired pattern on a surface is held by a holding substrate. In the mask structure, the mask material holding thin film is provided with a plurality of through holes through which energy rays for detecting the alignment state with the workpiece can be passed, and the through holes correspond to the scribe line of the workpiece. There is provided a mask structure for lithography, which is provided at a position where

更に、本発明によれば、以上の如き目的を達成するもの
として、表面に所望の単位パターンにてマスク材が付与
されたマスク材保持薄膜の周辺部を保持基板により保持
せしめたリソグラフィー用マスク構造体を介して、スク
ライブラインにより分画された複数個の領域を有する被
加工材に第1のエネルギー線を照射し、前記複数個の領
域に前記マスク構造体のマスク材保持薄膜に付与された
単位パターンを転写せしめるフォトリソグラフィー加工
方法であって、前記マスク構造体として、マスク材保持
薄膜における前記被加工材のスクライブラインに対応す
る位置に複数個の貫通孔が設けられたものを用い、第2
のエネルギー線を前記マスク構造体に設けられた貫通孔
に通過せしめて前記マスク構造体と前記被加工材とのア
ライメント状態を検出し、これらマスク構造体と被加工
材との相対的位置を対応させた後に、前記第1のエネル
ギー線を照射することを特徴とするフォトリソグラフィ
ー加工方法、が提供される。
Further, according to the present invention, in order to achieve the above object, a mask structure for lithography in which a peripheral portion of a mask material holding thin film having a mask material applied in a desired unit pattern on the surface is held by a holding substrate. Through the body, a work material having a plurality of regions divided by scribe lines was irradiated with a first energy ray, and the plurality of regions were applied to the mask material holding thin film of the mask structure. A photolithography processing method for transferring a unit pattern, wherein the mask structure is provided with a plurality of through holes at positions corresponding to scribe lines of the material to be processed in the mask material holding thin film, Two
Of the energy beam of the mask structure is passed through a through hole provided in the mask structure to detect an alignment state between the mask structure and the workpiece, and the relative positions of the mask structure and the workpiece are associated with each other. After that, a photolithography processing method is provided, which comprises irradiating the first energy beam.

[実施例] 第1図に本発明によるリソグラフィー用マスク構造体の
一具体例の平面図を示す。第2図は第1図におけるII−
IIに沿っての断面図である(但し、第1図と第2図とは
完全には合致しない)。本具体例はX線フォトリソグラ
フィー用のマスク構造体である。
[Embodiment] FIG. 1 shows a plan view of a specific example of the mask structure for lithography according to the present invention. Fig. 2 shows II- in Fig. 1.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II (however, FIG. 1 and FIG. 2 do not completely match). This specific example is a mask structure for X-ray photolithography.

マスク材1は保持薄膜2の片面に所望のパターンにて付
与されている。マスク材1としては、たとえば金、白
金、ニッケル、タングステン、タンタル、銅、モリブデ
ン、パラジウム、ロジウム等の0.5〜0.7μm程度の薄膜
を用いることができる。
The mask material 1 is applied to one surface of the holding thin film 2 in a desired pattern. As the mask material 1, for example, a thin film of about 0.5 to 0.7 μm such as gold, platinum, nickel, tungsten, tantalum, copper, molybdenum, palladium or rhodium can be used.

保持薄膜2は伸張状態でその周辺部が環状保持基板3に
接着剤4により接着されている。
The peripheral portion of the holding thin film 2 is adhered to the annular holding substrate 3 with the adhesive 4 in the stretched state.

保持薄膜2としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリ
イミド、パリレン等の有機薄膜やチッ化シリコン、チッ
化ホウ素、酸化シリコン等の無機薄膜を用いることがで
きる。これら薄膜2の厚さはたとえば2〜20μm程度で
ある。
As the holding thin film 2, an organic thin film of polyester, polyamide, polyimide, parylene, or an inorganic thin film of silicon nitride, boron nitride, silicon oxide, or the like can be used. The thickness of these thin films 2 is, for example, about 2 to 20 μm.

保持薄膜2はたとえば5〜20%(面積比)程度の延伸率
で等方的に伸張した状態で保持基板3に接着される。
The holding thin film 2 is bonded to the holding substrate 3 in an isotropically stretched state at a stretching ratio of, for example, about 5 to 20% (area ratio).

保持基板3としては、たとえばシリコン、ガラス、石
英、リン青銅、黄銅、鉄、ニッケル、ステンレス等が用
いられる。
As the holding substrate 3, for example, silicon, glass, quartz, phosphor bronze, brass, iron, nickel, stainless steel or the like is used.

接着剤4としてはたとえばエポキシ系、ゴム系、その他
適宜のものが、たとえば溶剤型、熱硬化型、光硬化型と
して用いられる。
As the adhesive 4, for example, an epoxy type, a rubber type, or other appropriate type is used, for example, a solvent type, a thermosetting type, or a photocuring type.

保持薄膜2にはマスク材1の付与されていない位置にお
いて表面から裏面へと貫通せる小孔5が複数個(図では
4個)設けられている。
The holding thin film 2 is provided with a plurality of small holes 5 (four in the figure) that penetrate from the front surface to the back surface at positions where the mask material 1 is not applied.

小孔5の形状は特に限定されることはなく、正方形、長
方形の矩形、三角形、六角形、八角形等の角形、円形、
楕円形等の丸形、及びこれらの組合せの形等のいづれで
もよいが、作成上からは円形が特に好ましい。小孔5の
大きさは特に限定されることはなく、目的とする被加工
材とのアライメントやギャップの状態または検出のため
に用いられるエネルギー線の種類により、更に要求され
る検出精度等により、適宜設定することができる。検出
するために用いられるエネルギー線としては電子ビー
ム、イオンビーム、X線、紫外線、真空紫外線等をあげ
ることができ、更には可視光線や赤外線を用いることも
できる。一例として、電子ビームを用いて検出を行なう
場合についていえば、上記小孔5の直径は約10〜30μm
程度であり、また上記小孔5は環状保持基板3の対称軸
に関し軸対称に2個または4個設ける。但し、小孔5を
設ける位置はマスク構造体におけるマスク材1のパター
ンに応じて適宜設定される。
The shape of the small holes 5 is not particularly limited, and may be square, rectangular, rectangular, triangular, hexagonal, octagonal, or other square, circular,
The shape may be any of a round shape such as an elliptical shape and a shape of a combination thereof, but a circular shape is particularly preferable from the viewpoint of preparation. The size of the small hole 5 is not particularly limited, depending on the alignment with the target workpiece, the state of the gap, the type of energy ray used for detection, and the required detection accuracy, etc. It can be set appropriately. Examples of energy rays used for detection include electron beams, ion beams, X-rays, ultraviolet rays, and vacuum ultraviolet rays, and visible rays and infrared rays can also be used. As an example, when the detection is performed using an electron beam, the diameter of the small hole 5 is about 10 to 30 μm.
Two or four small holes 5 are provided axially symmetrical with respect to the axis of symmetry of the annular holding substrate 3. However, the position where the small hole 5 is provided is appropriately set according to the pattern of the mask material 1 in the mask structure.

フォトリソグラフィー加工たとえば半導体素子の製造工
程においては、第3図に示される様に、被加工材である
半導体ウエハ10に同一パターンの半導体素子11を多数形
成させる。これら半導体素子11はパターン形成後に境界
線(スクライブライン)12を切断され、各半導体素子チ
ップとされる。
In the photolithography process such as a semiconductor device manufacturing process, as shown in FIG. 3, a large number of semiconductor devices 11 having the same pattern are formed on a semiconductor wafer 10 as a workpiece. These semiconductor elements 11 are cut into boundary lines (scribe lines) 12 after forming a pattern to be each semiconductor element chip.

この様なフォトリソグラフィー加工においては、マスク
構造体のマスク材1のパターンとして上記半導体素子の
単位パターン複数個並列せしめてなるものが用いられ
る。第1図においては半導体素子の単位パターン7が4
個配列せしめられている。これらの単位パターン7は、
上記半導体ウエハ10のスクライブライン12に対応するラ
イン8により分画されており、フォトリソグラフィーに
おいては予め定められた半導体ウエハ10のスクライブラ
イン12とマスク構造体13の対応ライン8とを精度良く対
応させてアライメントを行ない(第4図参照)、しかる
後にX線等のエネルギー線照射が行なわれる。そして、
更に半導体ウエハ10とマスク構造体13との相対的位置を
変化させ未照射の半導体素子群に対し上記と同様にして
アライメント及びエネルギー線照射が行なわれ、これが
繰返される。
In such a photolithography process, as the pattern of the mask material 1 of the mask structure, a pattern in which a plurality of unit patterns of the semiconductor element are arranged in parallel is used. In FIG. 1, the unit pattern 7 of the semiconductor element is 4
Individually arranged. These unit patterns 7 are
The line 8 is divided by the line 8 corresponding to the scribe line 12 of the semiconductor wafer 10. In photolithography, the predetermined scribe line 12 of the semiconductor wafer 10 and the corresponding line 8 of the mask structure 13 are accurately associated with each other. Alignment is performed (see FIG. 4), and then energy rays such as X-rays are irradiated. And
Further, the relative positions of the semiconductor wafer 10 and the mask structure 13 are changed, and the unirradiated semiconductor element group is subjected to alignment and energy ray irradiation in the same manner as above, and this is repeated.

半導体ウエハ10には、たとえばスクライブライン12の適
宜の位置にエッチング等によりたとえば凹部として形成
されたアライメントマークが付されている。この様に、
半導体ウエハ10のスクライブライン12上にアライメント
マークが形成されている場合には、マスク構造体におけ
る上記小孔5は、第1図に示される様に、上記アライメ
ントマークに対応してスクライブライン対応ライン8上
に形成される。上記半導体ウエハ10のスクライブライン
12はたとえば30μm程度の幅でありアライメントマーク
はそれ以下の大きさに形成され、この場合には小孔5の
直径は15μm程度であるのが好ましい。
The semiconductor wafer 10 is provided with alignment marks formed as, for example, recesses at appropriate positions on the scribe line 12 by etching or the like. Like this
When the alignment mark is formed on the scribe line 12 of the semiconductor wafer 10, the small hole 5 in the mask structure has a line corresponding to the scribe line corresponding to the alignment mark as shown in FIG. 8 is formed. The scribe line of the semiconductor wafer 10
12 has a width of, for example, about 30 μm, and the alignment mark is formed with a size smaller than that. In this case, it is preferable that the small hole 5 has a diameter of about 15 μm.

保持薄膜2に小孔5を形成する方法は保持薄膜2の材質
に応じて適宜選択されるが、たとえばレーザビーム(エ
キシマレーザ、アルゴンレーザ等)による方法、ドライ
エッチング(R.I.E.酸素プラズマ等)による方法、ケミ
カルエッチング(ヒドラジン系エッチャント等)による
方法、機械的手段(ミリング等)による方法が例示でき
る。これらの方法は2つ以上組合わせ用いてもよい。
The method of forming the small holes 5 in the holding thin film 2 is appropriately selected according to the material of the holding thin film 2. For example, a method using a laser beam (excimer laser, argon laser, etc.), a method using dry etching (RIE oxygen plasma, etc.) Examples thereof include chemical etching (hydrazine-based etchant, etc.) and mechanical means (milling, etc.). Two or more of these methods may be used in combination.

小孔5の形成はマスク構造体の最終に近い工程で行なう
のが好ましく、これにより後加工に起因する小孔位置精
度低下を防ぐことができる。
The small holes 5 are preferably formed in a step close to the final step of the mask structure, which can prevent the small hole position accuracy from being deteriorated due to post-processing.

尚、保持薄膜2上にマスク材1を形成する工程と同時に
小孔形成のためのパターン形成を行なうことにより良好
な位置精度を実現することができる。
Good patterning accuracy can be realized by performing pattern formation for forming small holes at the same time as the step of forming the mask material 1 on the holding thin film 2.

第5図に示される様に、以上の様なマスク構造体13は、
使用時には、半導体ウエハ10に近接せしめて使用され
る。半導体ウエハ10の表面にはレジスト層14が形成され
ている。マスク構造体13を半導体ウエハ10に対し相対的
に左右方向に移動させながら小孔5に対し上方から電子
ビームを照射し、半導体ウエハ10から発生する2次電子
を検出する。この際アライメントマーク(たとえば図示
される様な凹部)の有無により2次電子の検出値が異な
り、この検出値が極値をとる時の配置が半導体ウエハの
スクライブライン12に対してマスク構造体13の小孔5が
正確に配置された状態である。複数の小孔5について同
様に検出を行なうことにより、半導体ウエハ10とマスク
構造体13との相対的位置関係を正確なものとすることが
できる。同様にしてギャップ測定の際には小孔5を通過
した電子ビームを測定する。もちろん、光学レンズによ
るピントのずれの検出による方法も使用できる。
As shown in FIG. 5, the mask structure 13 as described above is
At the time of use, it is used in close proximity to the semiconductor wafer 10. A resist layer 14 is formed on the surface of the semiconductor wafer 10. While moving the mask structure 13 in the left-right direction relative to the semiconductor wafer 10, the small holes 5 are irradiated with an electron beam from above to detect secondary electrons generated from the semiconductor wafer 10. At this time, the detection value of the secondary electrons differs depending on the presence or absence of an alignment mark (for example, a concave portion as shown in the figure), and the arrangement when the detection value takes an extreme value is arranged on the mask structure 13 with respect to the scribe line 12 of the semiconductor wafer. The small holes 5 are accurately arranged. By similarly detecting the plurality of small holes 5, the relative positional relationship between the semiconductor wafer 10 and the mask structure 13 can be made accurate. Similarly, when measuring the gap, the electron beam that has passed through the small hole 5 is measured. Of course, a method of detecting focus shift by an optical lens can also be used.

また、本発明マスク構造体の使用時におけるアライメン
トまたはギャップの検出のために使用されるエネルギー
線としては、上記の電子ビームの外にイオンビーム、X
線、紫外線、真空紫外線、更には可視光線や赤外線等を
も利用することができ、上記被加工材側のアライメント
マークとしてはこれら使用エネルギー線に対して周囲と
異なる挙動を示すものを形成すればよい。
In addition to the above-mentioned electron beam, an ion beam, an X-ray, etc. may be used as an energy ray used for alignment or detection of a gap when the mask structure of the present invention is used.
Lines, ultraviolet rays, vacuum ultraviolet rays, and also visible rays and infrared rays can be used, and if the alignment mark on the side of the material to be processed is formed to show a behavior different from those of the surrounding energy rays. Good.

尚、本発明マスク構造体においては、マスク材保持薄膜
として2層以上の薄膜を積層した積層膜を用いることも
可能である。
In the mask structure of the present invention, it is also possible to use a laminated film in which two or more thin films are laminated as the mask material holding thin film.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

実施例1: 第6図に縦断面図を示す様なマスク構造体を作成した。
第6図において、第2図におけると類似の部材には同一
の符号が付されている。本実施例においては、環状保持
基板3の上部の平端面3aには接着剤が付されておらず、
上部外方の斜面3bに接着剤4が付されており、これによ
り保持薄膜2と保持基板3とが接着されている。斜面の
角度θは5〜15度程度が適当であり、本実施例において
は10度とした。
Example 1: A mask structure having a vertical sectional view shown in FIG. 6 was prepared.
In FIG. 6, members similar to those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, no adhesive is applied to the upper flat end surface 3a of the annular holding substrate 3,
An adhesive 4 is applied to the slope 3b on the upper outer side, whereby the holding thin film 2 and the holding substrate 3 are bonded. It is suitable that the angle θ of the inclined surface is about 5 to 15 degrees, and in this embodiment, it is set to 10 degrees.

この様な本実施例マスク構造体によれば、保持薄膜2の
マスク材保持平面は、接着剤4による影響を受けずに保
持基板3の上部平端面の平面度そのままの良好な平面性
を実現することができ、リソグラフィー加工の精度が向
上する。
According to such a mask structure of this embodiment, the mask material holding plane of the holding thin film 2 is not affected by the adhesive 4 and realizes a good flatness of the flatness of the upper flat end surface of the holding substrate 3 as it is. It is possible to improve the accuracy of lithography processing.

先ず、環状保持基板3に対し接着材4を用いて約10%の
延伸率で等方的に伸張してポリイミド膜(7.5μm厚、
商品名カプトン膜)を接着した。
First, a polyimide film (thickness of 7.5 μm, isotropically stretched with an adhesive 4 to the annular holding substrate 3 at a stretch ratio of about 10%.
The product name Kapton film) was adhered.

次に、保持薄膜上にフォトレジストAZ−1350(シプレイ
社製)を規定の条件で0.5μm厚に塗布し、遠紫外線焼
付機を用いて石英マスクにより直径約15μmの2個の小
孔のレジストパターンを形成した。
Next, a photoresist AZ-1350 (manufactured by Shipley Co., Ltd.) was applied on the holding thin film to a thickness of 0.5 μm under the specified conditions, and a resist with two small holes of about 15 μm in diameter was made by a quartz mask using a deep UV baking machine. A pattern was formed.

次に、上記小孔パターン位置のポリイミド膜をエッチン
グ除去して小孔を形成した。
Next, the polyimide film at the small hole pattern position was removed by etching to form small holes.

かくして形成された2個の小孔を基準として、所定のプ
ロセスにてエレクトロホーミング法により保持薄膜上に
0.5μmの金膜からなるX線吸収パターンを形成した。
Based on the two small holes formed in this way, the electroforming method is used to perform a predetermined process on the holding thin film.
An X-ray absorption pattern consisting of a 0.5 μm gold film was formed.

実施例2: 実施例1において、ポリイミド膜のエッチングを行なわ
ずに、所定のプロセスにてエレクトロホーミング法によ
り保持薄膜上に0.5μm厚の金膜からなるX線吸収パタ
ーンを形成した。
Example 2 In Example 1, the X-ray absorption pattern made of a gold film having a thickness of 0.5 μm was formed on the holding thin film by an electrohoming method in a predetermined process without etching the polyimide film.

その後、該パターンを基準としてエキシマレーザを集中
照射してスクライブライン対応ライン上に2個の直径約
15μmの小孔を形成した。
After that, an excimer laser is intensively radiated on the basis of the pattern, and two diameters of about two diameters are provided on the line corresponding to the scribe line.
Small holes of 15 μm were formed.

実施例3: 実施例2において、エキシマレーザのかわりにアルゴン
レーザを用いて、同様にして小孔を形成した。
Example 3: In Example 2, small holes were similarly formed by using an argon laser instead of the excimer laser.

実施例4: ポリイミド膜のかわりにポリエステル膜(6μm厚、東
レ社製商品名ルミラー)を用いて、実施例2及び3と同
様の方法で小孔を形成した。
Example 4: A small hole was formed in the same manner as in Examples 2 and 3 using a polyester film (6 μm thick, Lumirror, manufactured by Toray Industries, Inc.) instead of the polyimide film.

実施例5: 保持薄膜としてポリリミド膜を用い、金膜からなるマス
クパターンを形成する際に同時にスクライブライン対応
ライン上に金膜中に直径約10μmの小孔パターンを設
け、この小孔パターン部分にのみヒドラジン系エッチャ
ントを滴下して十数秒でポリイミド膜に2つの小孔を形
成した。
Example 5: Using a polylimide film as a holding thin film, when forming a mask pattern made of a gold film, a small hole pattern having a diameter of about 10 μm was provided in the gold film on the line corresponding to the scribe line at the same time. Only a hydrazine-based etchant was dropped to form two small holes in the polyimide film in a dozen seconds.

[発明の効果] 以上の如き本発明によれば、リソグラフィー加工におい
て、マスク構造体と被加工材とのアライメント及びギャ
ップ設定の際に、マスク材保持薄膜に設けられた貫通孔
を通してエネルギー線照射を行ない、これにより散乱及
び吸収等の少ない状態で被加工材からの反射を検出する
ことができるので、高い精度でアライメント及びギャッ
プ設定を行なうことができ、もって高精度のリソグラフ
ィー加工を可能ならしめることができる。更に、本発明
によれば、貫通孔が被加工材のスクライブラインに対応
する位置に設けられているので、アライメントマークの
作成が容易で且つアライメントを行ない易いという利点
がある。
[Advantages of the Invention] According to the present invention as described above, in the lithography process, when the mask structure is aligned with the workpiece and the gap is set, the energy beam irradiation is performed through the through hole provided in the mask material holding thin film. By doing this, it is possible to detect the reflection from the work material with little scattering and absorption, so that it is possible to perform alignment and gap setting with high accuracy, thereby enabling highly accurate lithography processing. You can Further, according to the present invention, since the through hole is provided at the position corresponding to the scribe line of the workpiece, there is an advantage that the alignment mark can be easily created and the alignment can be easily performed.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明マスク構造体の平面図であり、第2図は
そのII−II断面図である。第3図は被加工材の部分平面
図であり、第4図は被加工材とマスク構造体との関係を
示す部分断面図である。第5図は本発明マスク構造体の
使用状態を示す部分断面図である。第6図は本発明マス
ク構造体の断面図である。第7図は従来のマスク構造体
の断面図であり、第8図はその保持基板の平面図であ
る。 1:マスク材、2:保持薄膜 3:保持基板、4:接着剤 5:小孔 8:スクライブライン対応ライン 10:被加工材、12:スクライブライン 13:マスク構造体、14:レジスト層
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view of a mask structure of the present invention, and FIG. 2 is a II-II sectional view thereof. FIG. 3 is a partial plan view of the work material, and FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the relationship between the work material and the mask structure. FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a usage state of the mask structure of the present invention. FIG. 6 is a sectional view of the mask structure of the present invention. FIG. 7 is a sectional view of a conventional mask structure, and FIG. 8 is a plan view of its holding substrate. 1: Mask material, 2: Holding thin film 3: Holding substrate, 4: Adhesive 5: Small hole 8: Line corresponding to scribe line 10: Work material, 12: Scribing line 13: Mask structure, 14: Resist layer

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表面に所望のパターンにてマスク材を付与
すべきマスク材保持薄膜の周辺部を保持基板により保持
せしめたリソグラフィー用マスク構造体において、マス
ク材保持薄膜に被加工材とのアライメント状態を検出す
るためのエネルギー線を通過させ得る貫通孔が複数個設
けられており、該貫通孔が被加工材のスクライブライン
に対応する位置に設けられていることを特徴とする、リ
ソグラフィー用マスク構造体。
1. A lithography mask structure in which a peripheral portion of a mask material holding thin film to which a mask material is applied on a surface in a desired pattern is held by a holding substrate, and the mask material holding thin film is aligned with a workpiece. A mask for lithography, characterized in that a plurality of through-holes through which energy rays for detecting a state can be provided, and the through-holes are provided at positions corresponding to scribe lines of a workpiece. Structure.
【請求項2】前記エネルギー線が電子ビームであること
を特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載のリソグラ
フィー用マスク構造体。
2. The mask structure for lithography according to claim 1, wherein the energy beam is an electron beam.
【請求項3】前記エネルギー線が電子ビームであり、且
つ前記マスク材保持薄膜に設けられる貫通孔の直径が10
〜30μmであることを特徴とする、特許請求の範囲第1
項に記載のリソグラフィー用マスク構造体。
3. The energy beam is an electron beam, and the diameter of a through hole provided in the mask material holding thin film is 10
The first aspect of the present invention is characterized in that
The mask structure for lithography according to the item 1.
【請求項4】表面に所望の単位パターンにてマスク材が
付与されたマスク材保持薄膜の周辺部を保持基板により
保持せしめたリソグラフィー用マスク構造体を介して、
スクライブラインにより分画された複数個の領域を有す
る被加工材に第1のエネルギー線を照射し、前記複数個
の領域に前記マスク構造体のマスク材保持薄膜に付与さ
れた単位パターンを転写せしめるフォトリソグラフィー
加工方法であって、 前記マスク構造体として、マスク材保持薄膜における前
記被加工材のスクライブラインに対応する位置に複数個
の貫通孔が設けられたものを用い、第2のエネルギー線
を前記マスク構造体に設けられた貫通孔に通過せしめて
前記マスク構造体と前記被加工材とのアライメント状態
を検出し、これらマスク構造体と被加工材との相対的位
置を対応させた後に、前記第1のエネルギー線を照射す
ることを特徴とするフォトリソグラフィー加工方法。
4. A lithographic mask structure in which a peripheral portion of a mask material holding thin film having a mask material applied in a desired unit pattern on its surface is held by a holding substrate,
The work material having a plurality of regions divided by the scribe line is irradiated with the first energy ray, and the unit pattern given to the mask material holding thin film of the mask structure is transferred to the plurality of regions. A photolithography processing method, wherein the mask structure is provided with a plurality of through holes at positions corresponding to scribe lines of the material to be processed in the mask material holding thin film, and a second energy ray is used. After detecting the alignment state of the mask structure and the workpiece by passing through the through hole provided in the mask structure, after making the relative positions of the mask structure and the workpiece correspond, Irradiating with the first energy ray, a photolithography processing method.
【請求項5】前記アライメント状態の検出を、前記マス
ク構造体に設けられた貫通孔に通過せしめた前記第2の
エネルギー線の被加工材からの反射を検出することによ
り行うことを特徴とする、特許請求の範囲第4項に記載
のフォトリソグラフィー加工方法。
5. The alignment state is detected by detecting the reflection of the second energy beam, which has been passed through a through hole provided in the mask structure, from a material to be processed. The photolithography processing method according to claim 4.
【請求項6】前記第1のエネルギー線がX線であること
を特徴とする、特許請求の範囲第4項に記載のフォトリ
ソグラフィー加工方法。
6. The photolithography processing method according to claim 4, wherein the first energy rays are X-rays.
【請求項7】前記被加工材のスクライブライン上に所定
の位置にアライメントマークが形成されており、前記マ
スク構造体に設けられた貫通孔が前記アライメントマー
クに対応して形成されていることを特徴とする、特許請
求の範囲第4項に記載のフォトリソグラフィー加工方
法。
7. An alignment mark is formed at a predetermined position on a scribe line of the material to be processed, and a through hole provided in the mask structure is formed corresponding to the alignment mark. The photolithography processing method according to claim 4, which is characterized in that.
【請求項8】前記第2のエネルギー線が電子ビームであ
ることを特徴とする、特許請求の範囲第4項に記載のフ
ォトリソグラフィー加工方法。
8. The photolithography processing method according to claim 4, wherein the second energy beam is an electron beam.
【請求項9】前記被加工材のスクライブライン上の所定
の位置にアライメントマークが形成されており、前記マ
スク構造体に設けられた貫通孔が前記アライメントマー
クに対応して形成されており、前記第2のエネルギー線
として電子ビームを前記マスク構造体に設けられた貫通
孔に通過せしめ対応する被加工材のスクライブライン上
に照射して発生する二次電子を検出し、該二次電子の検
出値に応じて前記マスク構造体と被加工材との相対的位
置を対応させることを特徴とする、特許請求の範囲第4
項に記載のフォトリソグラフィー加工方法。
9. An alignment mark is formed at a predetermined position on a scribe line of the work material, and a through hole provided in the mask structure is formed corresponding to the alignment mark. An electron beam as a second energy ray is passed through a through hole provided in the mask structure to irradiate a scribe line of a corresponding work material to detect a secondary electron, and the secondary electron is detected. A fourth aspect of the present invention is characterized in that the relative positions of the mask structure and the workpiece are made to correspond to each other according to the value.
The method of photolithography according to item.
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